JP2014237365A - ハイブリッド車両のエンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液化ガス燃料を使用するエンジンとモータを搭載したハイブリッド車両において、ＮＶ性能を悪化させることなくエンジン始動時の燃料噴射量を適正に制御できる状態とすることである。
【解決手段】ハイブリッド車両は、液化ガス燃料を使用するエンジン１２、タンク５２、燃料ポンプ５４、燃料噴射装置５６、燃料供給路５８、液化ガス燃料をタンクに戻す燃料リターン路６０、および、燃料リターン路に設けられた制御弁６２と、車載バッテリから電力供給を受けて動力を出力するモータとを備える。制御ユニットは、エンジン停止状態でモータ出力のみで走行するＥＶ走行モード中に車速Ｓｖが第１閾値以上Ｖ１になったとき、制御弁を開状態とし燃料ポンプを作動させて燃料供給路内の液化ガス燃料を燃料リターン路を介してタンクに戻す燃料リターン制御を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車両のエンジン制御装置に係り、特に、ＬＰＧ（液化石油ガス）等の液化ガス燃料を使用するエンジンとモータとを搭載したハイブリッド車両のエンジン制御装置に関する。

従来、例えば特開平９−１８４４５９号公報（以下、特許文献１という）には、内燃機関の始動時制御装置が開示されている。この内燃機関の始動時制御では、エンジン停止後に、燃料噴射装置に燃料を供給するデリバリパイプ内で燃料温度が上昇して燃料が気化することによってエンジンジンへの燃料噴射量がばらつくことを回避するために、エンジン始動要求があった場合に、エンジン始動を遅延させてデリバリパイプ内の燃料を、燃料リターン路を介して燃料タンクに戻す制御を行うことが記載されている。

また、特開２０１０−８９４号公報（以下、特許文献２という）には、ＬＰＧを燃料として用いるエンジンと、車載バッテリから供給される駆動電流により駆動されて動力を出力するモータとを搭載したＬＰＧハイブリッド車両が開示されている。

特開平９−１８４４５９号公報 特開２０１０−８９４号公報

ＬＰＧ等の液化ガスを燃料として使用する車両では、エンジンの熱により燃料の気化が問題となる場合にはエンジン始動前にデリバリパイプ内の燃料を燃料タンクに戻す燃料リターン制御を行うことで、燃料の気化を抑制する技術が一般的に知られている。液化ガス燃料を用いるエンジンを搭載したハイブリッド車両では、ＥＶ走行中のエンジン始動時においても燃料気化を抑制する必要があるが、上記特許文献１におけるようにエンジン始動を遅延させると運転者が感じる車両の運転性能（以下、「ドライバビリティ」という）が著しく悪化してしまうという問題がある。

また、燃料噴射装置に供給される燃料の温度および圧力に応じて、燃料を燃料タンクから燃料噴射装置に送り出す燃料ポンプのオン・オフを切り替えることが考えられるが、燃料性状、および、燃料噴射装置内の燃料温度を正確に推定することは難しいため、燃料噴射量がばらつくことでドライバビリティが悪化する可能性がある。

さらに、エンジン停止状態でＥＶ走行しているときに燃料ポンプを常時駆動させると、燃料ポンプの消費電力が多くなり燃費の悪化につながるとともに、燃料ポンプの作動音が車室内の運転者等に不快な騒音として感じられる可能性もある。

本発明の目的は、液化ガス燃料を使用するエンジンとモータとを搭載したハイブリッド車両において、騒音振動性能（いわゆるＮＶ性能）を悪化させることなくエンジン始動時の燃料噴射量を適正に制御できる状態とすることができるハイブリッド車両のエンジン制御装置を提供することである。

本発明に係るハイブリッド車両のエンジン制御装置は、液化ガス燃料を使用するエンジン、前記液化ガス燃料を貯留するタンク、前記タンクから前記液化ガス燃料を送り出す燃料ポンプ、前記液化ガス燃料を前記エンジンに向けて噴射する燃料噴射装置、前記液化ガス燃料を前記タンクから前記燃料噴射装置に供給するための燃料供給路、前記液化ガス燃料を前記燃料噴射装置側から前記タンクに戻すための燃料リターン路、および、前記燃料リターン路に設けられた電気的に制御可能な制御弁と、車載バッテリから電力供給を受けて動力を出力するモータと、を備えるハイブリッド車両のエンジン制御装置であって、前記液化ガス燃料が所定の条件を満たす場合に、前記ハイブリッド車両がエンジン停止状態で前記モータの出力のみで走行するＥＶ走行モード中に車速が第１閾値以上になったとき、前記制御弁を開状態とし前記燃料ポンプを作動させて前記燃料供給路内の液化ガス燃料を前記燃料リターン路を介して前記タンクに戻す燃料リターン制御を実行し、前記ＥＶ走行モードで車速が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上になったとき前記制御弁を閉状態とし前記燃料ポンプおよび前記燃料噴射装置を作動させて前記エンジンを始動させるものである。

本発明に係るハイブリッド車両のエンジン制御装置において、車速が前記第１閾値以上で前記燃料ポンプの駆動を許可する一方、車速が前記第１閾値より小さい第３閾値以下になると前記燃料ポンプの駆動を禁止してもよい。

この場合、前記燃料リターン制御の実行中に車両のブレーキ操作があるとき、前記第３閾値を大きい値に変更してもよい。

また、本発明に係るハイブリッド車両のエンジン制御装置において、前記燃料リターン制御の実行中に車両のアクセル操作があるとき、アクセル開度が所定値より大きい場合に前記第１閾値を小さい値に変更してもよい。

本発明に係るハイブリッド車両のエンジン制御装置では、燃料ポンプの駆動音が問題となりにくく且つ車速がエンジン始動要求の発生しやすい第１閾値以上になったときにエンジン始動に先立って燃料ポンプを駆動して燃料リターン制御を行い、さらに加速して第２閾値以上になったときにエンジン始動を行う。したがって、エンジン停止状態でのＥＶ走行中においてもロードノイズ等によって燃料ポンプの駆動音が騒音になりにくく、しかも、エンジン始動前の燃料リターン制御によって燃料供給路内の液化ガス燃料が気化していない状態となる。したがって、本発明によれば、ＮＶ性能を悪化させることなくエンジン始動時の燃料噴射量を適正に制御でき、エンジン始動を円滑に行うことができる。

本発明の一実施形態であるハイブリッド車両の全体構成を概略的に示す図である。 図１のハイブリッド車両に搭載されるエンジン系統を概略的に示す図である。 図２に示すエンジンＥＣＵにおいて実行される燃料リターン制御の処理手順を示すフローチャートである。 燃料ポンプ駆動制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。 図１に示すハイブリッドＥＣＵにおいて実行されるエンジン始動制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。 エンジンＥＣＵにおいて実行される燃料ポンプ駆動制御ルーチンの変形例を示すフローチャートである。 燃料ポンプ駆動制御ルーチンで用いる第２閾値を変更する制御を示すフローチャートである。 燃料ポンプ駆動制御ルーチンで用いる第１閾値を変更する制御を示すフローチャートである。

以下に、本発明に係る実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。

以下では、本実施形態のエンジン制御装置が搭載されるハイブリッド車両が、１台でモータ機能と発電機機能とを有するモータ・ジェネレータを２台用いるものとして説明するが、これは例示であって、モータ機能のみを有するモータを１台、発電機機能のみを有するモータを１台用いるものとしてもよく、あるいは、モータ・ジェネレータを１台のみ用いるものとしてもよいし３台以上用いるものとしてもよい。

また、以下においては、エンジンはＬＰＧ（液化石油ガス）を燃料として用いる内燃機関であるものとして説明するが、エンジンの燃料はＬＰＧ以外の液化ガス燃料（例えば、ＬＮＧ（液化天然ガス）、水素等）であってもよい。

図１は、本実施形態のエンジン制御装置が適用されるハイブリッド車両１０の概略構成を示す。図１中、動力伝達系は丸棒状の軸要素として図示され、電力系は実線で図示され、信号系は破線で図示されている。

図１に示すように、ハイブリッド車両１０は、走行用動力源としてのエンジン１２と、別の走行用動力源であるモータ１４（図中、ＭＧ２と表記）と、エンジン１２の出力軸１６が連結される動力分配機構１８を介して回転軸２０が接続されるモータ２２（図中、ＭＧ１と表記）と、各モータ１４，２２に駆動電力を供給可能な車載のバッテリ２４と、上記エンジン１２およびモータ１４，２２の各作動を制御するとともに、バッテリ２４の充放電を制御する制御ユニット９０とを備える。

制御ユニット９０は、エンジンＥＣＵ９２と、ハイブリッドＥＣＵ９４とを含む。エンジンＥＣＵ９２は、エンジン１２を含むエンジン系統の作動を制御する機能を有する。このエンジン系統については、図２を参照して後述する。また、ハイブリッドＥＣＵ９４は、エンジンＥＣＵ９２の上位ＥＣＵに相当し、ハイブリッド車両１０のモータ１４，２２およびエンジン１２の各作動を統括的に制御する機能を有する。各ＥＣＵ９２，９４は、後述するように、それぞれマイクロコンピュータによって好適に構成されるが、１つのマイクロコンピュータによって構成されてもよい。なお、上記制御ユニット９０が本発明におけるエンジン制御装置に相当する。

エンジン１２は、ＬＰＧを燃料として使用する内燃機関であり、制御ユニット９０のエンジンＥＣＵ９２からの指令に基づいてクラッキング、スロットル開度、燃料噴射量、点火タイミング等が制御されて、エンジン１２の始動、運転、停止等が制御される。

エンジン１２から動力分配機構１８へと延伸する出力軸１６の近傍にはエンジン回転数Ｎｅを検出するためのクランクシャフトセンサ２８が設けられている。また、エンジン１２には、エンジン冷却媒体である冷却水の温度Ｔｗを検出する温度センサ１３、および、エンジン１２のノッキングを検出するためのノックセンサ１７が設けられている。クランクシャフトセンサ２８、温度センサ１３、およびノックセンサ１７による各検出信号は、制御ユニット９０に送信されるようになっている。

動力分配機構１８は、例えば遊星歯車機構によって好適に構成されることができる。エンジン１２から出力軸１６を介して動力分配機構１８に入力された動力は、変速機３０および車軸３２を介して駆動輪３４に伝達されて、車両１０がエンジン動力によって走行することができる。

上記動力分配機構１８は、出力軸１６を介して入力されるエンジン１２の動力の一部または全部を、回転軸２０を介してモータ２２に入力することができる。モータ２２は、例えば三相同期型交流モータによって好適に構成され、発電機として機能することができる。モータ２２により発電された三相交流電圧は、インバータ３６によって直流電圧に変換されてバッテリ２４に充電されるか、または、モータ１４の駆動電圧として用いられる。

また、モータ２２は、バッテリ２４からコンバータ３５およびインバータ３６を介して供給された電力により回転駆動される電動機としても機能することができる。モータ２２が回転駆動されて回転軸２０に出力される動力は、動力分配機構１８および出力軸１６を介してエンジン１２に入力されてクランキングを行うことができる。さらに、モータ２２をバッテリ２４から供給される電力により回転駆動して、その動力を動力分配機構１８および変速機３０を介して車軸３２に出力することにより走行用動力として用いることも可能である。

主として電動機として機能するモータ１４は、例えば三相同期型交流モータによって好適に構成される。モータ１４は、バッテリ２４から供給される直流電圧が、必要に応じてコンバータ３５で昇圧され、その後インバータ３８で三相交流電圧に変換されて駆動電圧として印加されることにより回転駆動される。モータ１４が駆動されて回転軸１５に出力される動力は、変速機３０および車軸３２を介して駆動輪３４に伝達され、これによりエンジン１２が停止した状態でいわゆるＥＶ走行が行われる。また、モータ１４は、運転者のアクセル操作により急加速要求があった場合等に、走行用動力を出力してエンジン出力をアシストする機能も有する。

制御ユニット９０を構成するエンジンＥＣＵ９２およびハイブリッドＥＣＵ９４は、それぞれ、各種の制御プログラムを実行するＣＰＵ、制御プログラムや制御用マップ等を予め記憶するＲＯＭ、このＲＯＭから読み出された制御プログラムや各センサによる検出値などを一時的に記憶するＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータにより好適に構成される。

制御ユニット９０には、エンジン回転数Ｎｅ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ温度Ｔｂ、車速Ｓｖ、アクセル開度信号Ａｃｃ、ブレーキ操作信号Ｂｒ、エンジン冷却水の水温Ｔｗ、コンバータ３５の出力電圧またはインバータ３６，３８の入力電圧であるシステム電圧、およびモータ１４，２２を流れるモータ電流等が入力される。また、制御ユニット９０からは、エンジン１２、コンバータ３５およびインバータ３６，３８等の運転または作動を制御する制御信号が出力される。

ここで、図２に示すように、アクセル開度信号Ａｃｃは、アクセルペダルに設けたアクセルポジションセンサ８０によって検出され、ブレーキ操作信号Ｂｒは、ブレーキペダルに設けたブレーキポジションセンサ８２によって検出される。また、車速Ｓｖは、例えば、車軸３２の回転数を基に車速Ｓｖを検出する車速センサ（図示せず）から入力される。ただし、車速Ｓｖは他の方法で取得してもよい。例えば、車両１０がエンジン１２の動力で走行しているときであってモータ２２に動力分配されていないときには、エンジン回転数Ｎｅを基に算出されてもよいし、あるいは、車両がモータ１４の動力のみで走行しているときには、モータ１４の回転軸１５の回転数を基に算出されてもよい。

制御ユニット９０のハイブリッドＥＣＵ９４は、車速Ｓｖおよびアクセル開度信号Ａｃｃに基づいて、車両要求出力を算出する。本実施形態のハイブリッド車両１０では、例えば、車速Ｓｖが所定の閾値未満の低速領域であって、バッテリ２４から供給される電力でＥＶ走行可能な場合には、エンジン１２を停止した状態でモータ１４による動力だけでＥＶ走行することができる。そして、車速Ｓｖが上記閾値以上となったときに、ハイブリッドＥＣＵ９４はエンジン始動要求を発生させ、エンジンＥＣＵ９２に送信する。

エンジンＥＣＵ９２は、ハイブリッドＥＣＵ９４からのエンジン始動要求を受けて、モータ２２によりクランキングを行ってエンジン１２を始動し、エンジン回転数Ｎｅおよびトルクを制御して車両要求出力を発生させるようにエンジン１２の作動を制御する。

次に、図２を参照して、本実施形態のハイブリッド車両１０におけるエンジン系統５０について説明する。図２に示すように、エンジン系統５０は、図１を参照して説明したエンジン１２およびエンジンＥＣＵ９２に加えて、タンク５２、燃料ポンプ５４、燃料噴射装置５６、燃料供給路５８、燃料リターン路６０、および、電磁弁（制御弁）６２を備えている。

タンク５２は、エンジン１２に供給される燃料であるＬＰＧを貯留する容器である。本実施形態では、ＬＰＧをタンク５２から送り出す燃料ポンプ５４がタンク５２に配置されている。燃料ポンプ５４は、エンジンＥＣＵ９２から送信される駆動信号に応じて作動制御される。なお、本実施形態では燃料ポンプ５４をタンク５２内に設ける例について説明するが、これに限定されるものではない。例えば、燃料ポンプ５４は、タンク外の燃料供給路５８に配設されてもよい。

燃料供給路５８は、燃料ポンプ５４によってタンク５２から送り出されたＬＰＧを燃料噴射装置５６に供給するための管路である。燃料供給路５８の一端部は、タンク５２の壁部を気密状に貫通して燃料ポンプ５４に接続され、その他端部は燃料噴射装置５６に接続されている。

燃料噴射装置５６は、エンジン１２のシリンダヘッドに接続する吸気管６４に向けてＬＰＧを噴射するインジェクタである。燃料噴射装置５６は図示しない弁体を含んでおり、その弁体の開度、開タイミング、開時間等がエンジンＥＣＵ９２からの制御信号に応じて制御され、これによりＬＰＧの噴射量や噴射タイミングが調整されるようになっている。

なお、本実施形態では、燃料噴射装置５６から噴射されたＬＰＧをエンジン１２に向けて吸気管６４経由で間接的に噴射するようにしているが、これに限定されるものではなく、燃料噴射装置５６からＬＰＧをエンジン１２のシリンダ内に直接に噴射してもよい。

燃料リターン路６０は、ＬＰＧを燃料噴射装置５６側からタンクに戻すための管路である。燃料リターン路６０の一端部は燃料噴射装置５６に接続され、その他端部はタンク５２に接続されている。ただし、燃料リターン路６０は、一端部が燃料噴射装置５６の近傍位置で燃料供給路５８から分岐してタンク５２に接続されるように構成してもよい。

燃料リターン路６０には、電磁弁６２が設けられている。電磁弁６２は、エンジンＥＣＵ９２からの駆動信号に応じて開閉制御される電気的に制御可能な制御弁である。電磁弁６２は、後述するように燃料リターン制御が実行されるとき、エンジンＥＣＵ９２からの指令に応じて開状態とされ、それ以外のときは閉状態とされている。

また、燃料リターン路６０には、燃料であるＬＰＧの温度を検出するための燃料温度センサ６６、および、ＬＰＧの圧力を検出するための燃料圧力センサ６８が設けられている。燃料温度センサ６６および燃料圧力センサ６８による検出信号は、エンジンＥＣＵ９２に入力されて、後述する燃料リターン制御に用いられることになる。なお、本実施形態では、燃料温度センサ６６および燃料圧力センサ６８を燃料リターン路６０に設けたが、これに代えて又はこれと共に、燃料供給路５８に燃料温度センサおよび燃料圧力センサを設けてもよい。

また、タンク５２の底部には、タンク内のＬＰＧの温度および圧力を検出するための燃料温度センサ８４および燃料圧力センサ８６が設けられている。これらのセンサ８４，８６による検出信号は、エンジンＥＣＵ９２に入力されて、タンク５２内の燃料状態の監視等に用いられる。

エンジン１２のシリンダヘッド１２ａには吸気バルブ６５が設けられ、この吸気バルブ６５の設置位置に吸気管６４が接続されている。吸気バルブ６５はエンジンＥＣＵ９２からの制御信号に応じて開閉駆動される。これにより、燃料噴射装置５６から噴射したＬＰＧが、車両外部からエアクリーナ７０およびスロットルバルブ７２を介して取り込まれた空気と混合されて、エンジン１２のシリンダ内に吸気されるようになっている。

また、エンジン１２のシリンダヘッドには排気バルブ６７が設けられ、この排気バルブ６７の設置位置に排気管７４が接続されている。排気バルブ６７はエンジンＥＣＵ９２からの制御信号に応じて開閉駆動される。これにより、エンジン１２のシリンダ内でのＬＰＧ混合気の燃焼により生じた排ガスが排気管７４を介して排気される。排気管７４には、例えば三元触媒等の触媒７６が設けられている。そのため、エンジン１２から排気された排ガスは、触媒７６により炭化水素等が取り除かれた後に車外に放出されるようになっている。

続いて、図３を参照して、エンジンＥＣＵ９２により実行される燃料リターン制御について説明する。図３は、図２に示すエンジンＥＣＵ９２において実行される燃料リターン制御の処理手順を示すフローチャートである。この燃料リターン制御ルーチンは、ハイブリッド車両１０がモータ動力のみで走行するＥＶ走行モード時に繰り返し実行される。

図３を参照すると、エンジンＥＣＵ９２は、まずステップＳ１０において、車両情報を取得する。この車両情報には、エンジン回転数Ｎｅ、燃料温度センサ６６および燃料圧力センサ６８によって検出されるＬＰＧの燃料温度および燃料圧力などが含まれる。

次いで、エンジンＥＣＵ９２は、ステップＳ１２において、エンジン１２が停止中であるか否かを判定する。この判定では、例えば、エンジン回転数Ｎｅがゼロであることを確認してもよいし、あるいは、燃料噴射装置５６を作動させる制御信号が生成されていないことを確認してもよい。ここで、エンジン１２が停止状態にあることを確認するのは、ＥＶ走行中であってもエンジン１２を運転させてモータ２２により発電を行い、その発電電力でバッテリ２４の充電やモータ１４の駆動を行うことがあるためである。

上記ステップＳ１２でエンジン運転中であると判定されたとき（Ｓ１２でＮＯ）、燃料リターン制御を行うことなく、そのまま処理を終了する。他方、上記ステップＳ１２においてエンジン停止中であると判定されたとき（Ｓ１２でＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ９２は、続くステップＳ１４において、燃料であるＬＰＧが高温かどうかを判定する。

具体的には、燃料温度センサ６６によって検出される燃料リターン路６０内のＬＰＧ温度が所定値以上であるか否かで判定される。この所定値は、液化ガス燃料であるＬＰＧが燃料供給路５８内で気化する可能性が高い温度として実験、シミュレーション等で得られた値をエンジンＥＣＵ９２に予め記憶させておくことができる。ここで、本実施形態では、燃料リターン路６０において検出されたＬＰＧ温度に基づき燃料が高温か否かを判定しているが、エンジン１２からの伝熱等によって燃料供給路５８および燃料リターン路６０は略同等に加熱されることから、燃料リターン路６０内のＬＰＧ温度は燃料供給路５８内のＬＰＧ温度と略同等であるとみなせる。

なお、本実施形態では、ＬＰＧ温度のみで燃料供給路５８内での液化ガス燃料の気化を判断しているが、燃料圧力センサ６８によって検出される燃料圧力が所定値以上であるかも合わせて考慮してもよい。そうすれば、燃料供給路５８内における燃料気化状態の推定をより正確に行うことができる。燃料圧力の判定基準となる上記所定値もまた、実験、シミュレーション等で得られた値をエンジンＥＣＵ９２に予め記憶させておくことができる。また、燃料圧力のみで燃料供給路５８内の燃料気化状態を判定してもよい。

上記ステップＳ１４においてＬＰＧが高温でないと判定されたとき（ステップＳ１４でＮＯ）、燃料リターン制御を実行することなく、そのまま処理を終了する。他方、上記ステップＳ１４においてＬＰＧ温度が高温であると判定されたとき（ステップＳ１４でＹＥＳ）、続くステップＳ１６において燃料ポンプ５４の駆動許可があるか否かを判定する。この判定は、この制御ルーチンとは別にハイブリッドＥＣＵ９４において実行される燃料ポンプ駆動制御ルーチンによって設定される。これについては、図４を参照して後述する。

上記ステップＳ１６において燃料ポンプ５４の駆動が禁止されていると判定されると（ステップＳ１６でＮＯ）、燃料リターン制御を実行することなく、そのまま処理を終了する。他方、上記ステップＳ１６において燃料ポンプ５４の駆動が許可されていると判定されると（ステップＳ１６でＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ９２は、続くステップＳ１８において、電磁弁６２を開状態とし、燃料ポンプ５４を駆動する。これにより、燃料供給路５８内のＬＰＧが燃料噴射装置５６および燃料リターン路６０を介してタンク５２に戻される、燃料リターン制御が実行される。その結果、燃料供給路５８内のＬＰＧがタンク５２から送り出されたＬＰＧに置き換わることでＬＰＧ温度が低下することになる。

エンジンＥＣＵ９２は、続くステップＳ２０において、ＬＰＧ温度が低下したか否かを判定する。ここでは、燃料温度センサ６６によって検出されるＬＰＧ温度が上記所定値未満になった否かを確認し、ＬＰＧ温度が所定値未満になるまで電磁弁６２の開状態および燃料ポンプ５４の駆動を継続する。そして、ＬＰＧ温度が所定値未満になったと判定されると（ステップＳ２０でＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ９２は、続くステップＳ２２において、電磁弁６２を閉状態にすると共に燃料ポンプ５４の駆動を停止させる。

このようにＬＰＧ温度が高温であるときに燃料リターン制御を実行することで、燃料供給路５８内のＬＰＧ温度を低下させて燃料気化状態を解消することができる。これにより、その後のエンジン始動時に燃料噴射装置５６によって予め定められた適正量の燃料噴射が可能になり、エンジン始動を円滑に且つ安定して行うことができる。

次に、図４を参照して、ハイブリッドＥＣＵ９４により実行される燃料ポンプ駆動制御ルーチンについて説明する。

図４に示すように、ハイブリッドＥＣＵ９４は、まずステップＳ３０において、ハイブリッド車両１０がエンジン停止状態でモータ出力のみで走行するＥＶ走行モードであるか否かを判定する。ここで、ＥＶ走行モードではないと判定されると（ステップＳ３０でＮＯ）、そのまま処理を終了する。他方、ＥＶ走行モードであると判定されると（ステップＳ３０でＹＥＳ）、ハイブリッドＥＣＵ９４は、続くステップＳ３２において、車速Ｓｖが第１閾値Ｖ１以上であるか否かを判定する。

上記ステップＳ３２で車速Ｓｖが第１閾値Ｖ１以上になったと判定されると（ステップＳ３２でＹＥＳ），続くステップＳ３４で燃料ポンプ５４の駆動を許可し、続くステップＳ３８で駆動許可信号をエンジンＥＣＵ９２に送信する。この駆動許可信号を受けて、エンジンＥＣＵ９２は、上述したようにステップＳ１６で肯定的判定を行い、燃料ポンプ５４を駆動して燃料リターン制御を実行することができる。

他方、車速Ｓｖが第１閾値Ｖ１未満であると判定されると（ステップＳ３２でＮＯ）、ハイブリッドＥＣＵ９４は、ステップＳ３６において燃料ポンプ５４の駆動を禁止し、続くステップＳ３８で駆動禁止信号をエンジンＥＣＵ９２に送信する。この駆動禁止信号を受けると、エンジンＥＣＵ９２は、上記ステップＳ１６で否定的判定を行い、燃料リターン制御を行わないことになる。

ここで、上記第１閾値Ｖ１は、エンジン始動要求が発生しやすい車速領域であって、かつ、エンジン停止状態にＥＶ走行しているときに燃料ポンプ５４を駆動してもロードノイズ等によって燃料ポンプ５４の駆動音が運転者にとって騒音と感じられにくい車速に予め設定されてハイブリッドＥＣＵ９４に記憶されている。上記第１閾値Ｖ１は、例えば時速４０ｋｍに設定することができる。

このようにしてエンジン停止状態でＥＶ走行中に車速Ｓｖが第１閾値Ｖ１以上になったときに燃料ポンプ５４を駆動して燃料リターン制御を行うことで、車両のＮＶ性能を悪化させることなくエンジン始動時の燃料噴射量を適正に制御できる状態とすることができる。

なお、図４に示す燃料ポンプ駆動制御ルーチンは、ハイブリッドＥＣＵ９４により実行されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、エンジンＥＣＵ９２により実行してもよい。この場合、上記ステップＳ３８のエンジンＥＣＵ９２への送信処理が省略されることになる。

次に、図５を参照して、ハイブリッドＥＣＵ９４において実行されるエンジン始動制御ルーチンについて説明する。

ハイブリッドＥＣＵ９４は、まずステップＳ４０において、ハイブリッド車両１０がエンジン停止状態でＥＶ走行モードであるか否かを判定する。この判定は、上述した燃料ポンプ駆動制御ルーチンにおけるステップＳ３０と同様である。

上記ステップＳ４０でＥＶ走行モードではないと判定されると（ステップＳ４０でＮＯ）、そのまま処理を終了する。他方、上記ステップＳ４０においてＥＶ走行モードであると判定されると（ステップＳ４０でＹＥＳ）、続くステップＳ４２において車速Ｓｖが第２閾値Ｖ２以上になったか否かを判定する。ここで、第２閾値Ｖ２は、上記第１閾値Ｖ１よりも大きい値として予め設定されて、ハイブリッドＥＣＵ９４に記憶されている。上記第２閾値Ｖ２は、例えば時速５０ｋｍに設定することができる。

上記ステップＳ４２で車速Ｓｖが第２閾値Ｖ２未満であると判定されると（ステップＳ４２でＮＯ）、そのまま処理を終了する。他方、車速Ｓｖが第２閾値Ｖ２以上になったと判定されると（ステップＳ４２でＹＥＳ）、続くステップＳ４４においてエンジン始動要求を生成する。

このエンジン始動要求を受けて、エンジンＥＣＵ９２は、燃料ポンプ５４、燃料噴射装置５６、イグニッションコイル７８、吸気バルブ６５、および、排気バルブ６７等を作動させるとともにモータ２２でクランキングを行うことにより、エンジン１２を始動させる。その後、ハイブリッド車両１０は、エンジン動力で走行するエンジン走行モードに移行する。

上述したように、本実施形態のハイブリッド車両１０によれば、燃料ポンプ５４の駆動音が問題となりにくく且つ車速Ｓｖがエンジン始動要求の発生しやすい第１閾値Ｖ１以上になったときにエンジン始動に先立って燃料ポンプ５４を駆動して燃料リターン制御を行い、さらに加速して第２閾値Ｖ２以上になったときにエンジン始動を行っている。これにより、エンジン停止状態でのＥＶ走行モードでもロードノイズ等によって燃料ポンプ５４の駆動音が騒音になりにくく、しかも、エンジン始動前の燃料リターン制御によって燃料供給路５８内のＬＰＧが気化していない状態となる。したがって、本実施形態によれば、ＮＶ性能を悪化させることなく、エンジン始動時の燃料噴射量を適正に制御できる状態とすることができる。その結果、エンジン始動をもたつき感なく円滑に行うことができ、車両のドライバビリティ悪化を抑制することができる。

次に、図６を参照して、燃料ポンプ駆動制御ルーチンの変形例について説明する。この変形例では、上記において図４を参照して説明したものとステップＳ４６だけが相違し、他の処理は同様である。したがって、ここではその相違点について主として説明することとする。

図６に示すように、ステップＳ３２で車速Ｓｖが第１閾値Ｖ１以上となって燃料ポンプ５４の駆動が許可されると、燃料リターン制御ルーチンが繰り返し実行されても車速Ｓｖが第１閾値Ｖ１を上回っている限りは燃料ポンプ５４の駆動許可状態が継続されることになる。

これに対し、車両が減速して車速Ｓｖが第１閾値Ｖ１未満になったとき（ステップＳ３２でＮＯ）、続くステップＳ４６において、車速Ｓｖが第３閾値Ｖ３以下になったか否かを判定する。ここで、第３閾値Ｖ３は、第１閾値Ｖ１よりも小さい値に予め設定されて、ハイブリッドＥＣＵ９４に記憶しておくことができる。上記第３閾値Ｖ３は、例えば時速３０ｋｍに設定することができる。そして、車速Ｓｖが第３閾値Ｖ３以下になったと判定されると、続くステップＳ３６において燃料ポンプ５４の駆動を禁止する。この駆動禁止を受けて、エンジンＥＣＵ９２は燃料ポンプ５４を停止させる。

このように燃料ポンプ５４の駆動許可の判定基準となる第１閾値Ｖ１に対して、駆動禁止の判定基準Ｖ３となる第３閾値を小さく設定することで、燃料ポンプ５４の運転と停止とのハンチングを防止することができる。

次に、図７を参照して、ハイブリッドＥＣＵ９４により実行される閾値変更制御ルーチン（１）について説明する。図７は、図６を参照して説明した燃料ポンプ駆動制御で用いる第３閾値Ｖ３を変更する制御を示すフローチャートである。この閾値変更制御ルーチン（１）は、図６に示す燃料ポンプ駆動制御ルーチンが実行されている間、繰り返し実行される。

図７を参照すると、ハイブリッドＥＣＵ９４は、ステップＳ５０において、ブレーキ操作があるか否かを判定する。ここで、ブレーキ操作の有無は、制御ユニット９０に入力されるブレーキ操作信号Ｂｒに基づいて判定することができる。

上記ステップＳ５０においてブレーキ操作が無いと判定されると（ステップＳ５０でＮＯ）、第２閾値Ｖ２を変更することなく、そのまま処理を終了する。他方、ブレーキ操作が有ると判定されると（ステップＳ５０でＹＥＳ）、続くステップＳ５２において、第３閾値Ｖ３を大きい値に変更する。例えば、ブレーキ操作がある場合、第３閾値Ｖ３は時速３０ｋｍから時速３５ｋｍに変更する。なお、燃料ポンプ５４の駆動が停止された後、第３閾値Ｖ３を通常時の値（ここでは時速３０ｋｍ）に戻すことができる。

上記のようにブレーキ操作があるときは車両が減速して停止することが予想されるので、第３閾値Ｖ３を大きな値に変更して燃料ポンプ５４の停止タイミングをより早くすることで、燃料ポンプ５４の作動音が騒音として感じられるのを確実に防止することができる。

次に、図８を参照して、閾値変更制御ルーチン（２）について説明する。図８は、図４および図６を参照して説明した燃料ポンプ駆動制御ルーチンで用いる第１閾値Ｖ１を変更する制御を示すフローチャートである。この閾値変更制御ルーチン（２）は、燃料ポンプ駆動制御ルーチンが実行されている間、繰り返し実行される。

図８を参照すると、ハイブリッドＥＣＵ９４は、ステップＳ６０において、アクセル操作があるか否かを判定する。ここで、アクセル操作の有無およびアクセル開度は、制御ユニット９０に入力されるアクセル開度信号Ａｃｃに基づいて判定することができる。

上記ステップＳ６０においてアクセル操作が無いと判定されると（ステップＳ６０でＮＯ）、閾値を変更することなく、そのまま処理を終了する。他方、アクセル操作があると判定されると（ステップＳ６０でＹＥＳ）、続くステップＳ６２においてアクセル開度が所定値より大きいか否かを判定する。

上記ステップＳ６２でアクセル開度が所定値以下であると判定されると（ステップＳ６２でＮＯ）、車両の加速要求が小さいものと判断できるから、第１閾値Ｖ１を変更することなく、そのまま処理を終了する。他方、アクセル開度が所定値より大きいと判定されると（ステップＳ６２でＹＥＳ）、続くステップＳ６４において第１閾値Ｖ１を小さい値に変更する。例えば、アクセル開度が所定値より大きい場合、第１閾値Ｖ１を時速４０ｋｍから時速３５ｋｍに変更する。なお、燃料ポンプ５４の駆動が開始された後、第１閾値Ｖ１を通常時の値（ここでは時速４０ｋｍ）に戻すことができる。

上記のようにアクセル開度信号Ａｃｃが所定値よりも大きい場合、車両に対して急加速が要求されており、車速Ｓｖの立ち上がりが速くなる。したがって、この場合には第１閾値Ｖ１を小さい値に変更して、燃料ポンプ５４の駆動を許可するタイミングをより早くすることにより、エンジン始動に備えて燃料リターン制御を行う時間を確保することが可能になる。また、この場合には、燃料ポンプ５４の駆動開始からエンジン始動までの時間間隔が短くなることから、燃料ポンプ５４を早めに駆動開始しても車両のＮＶ性能を大幅に悪化させることもなくドライバビリティに対する影響は小さい。

なお、本発明は、上述した実施形態およびその変形例の構成に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲内で種々の変更や改良が可能であることは勿論である。

１０ ハイブリッド車両、１２ エンジン、１２ａ シリンダヘッド、１３ 温度センサ、１４，２２ モータ、１５，２０ 回転軸、１６ 出力軸、１７ ノックセンサ、１８ 動力分配機構、２４ バッテリ、２８ クランクシャフトセンサ、３０ 変速機、３２ 車軸、３４ 駆動輪、３５ コンバータ、３６，３８ インバータ、５０ エンジン系統、５２ タンク、５４ 燃料ポンプ、５６ 燃料噴射装置、５８ 燃料供給路、６０ 燃料リターン路、６２ 電磁弁（制御弁）、６４ 吸気管、６５ 吸気バルブ、６６，８４ 燃料温度センサ、６７ 排気バルブ、６８，８６ 燃料圧力センサ、７０ エアクリーナ、７２ スロットルバルブ、７４ 排気管、７６ 触媒、７８ イグニッションコイル、８０ アクセルポジションセンサ、８２ ブレーキポジションセンサ、９０ 制御ユニット（エンジン制御装置）、９２ エンジンＥＣＵ、９４ ハイブリッドＥＣＵ、Ａｃｃ アクセル開度信号、Ｂｒ ブレーキ操作信号、Ｉｂ バッテリ電流、Ｎｅ エンジン回転数、Ｓｖ 車速、Ｔｂ バッテリ温度、Ｔｗ 水温、Ｖ１ 第１閾値、Ｖ２ 第２閾値、Ｖ３ 第３閾値、Ｖｂ バッテリ電圧。

Claims (4)

1. 液化ガス燃料を使用するエンジン、前記液化ガス燃料を貯留するタンク、前記タンクから前記液化ガス燃料を送り出す燃料ポンプ、前記液化ガス燃料を前記エンジンに向けて噴射する燃料噴射装置、前記液化ガス燃料を前記タンクから前記燃料噴射装置に供給するための燃料供給路、前記液化ガス燃料を前記燃料噴射装置側から前記タンクに戻すための燃料リターン路、および、前記燃料リターン路に設けられた電気的に制御可能な制御弁と、
   車載バッテリから電力供給を受けて動力を出力するモータと、を備えるハイブリッド車両のエンジン制御装置であって、
   前記液化ガス燃料が所定の条件を満たす場合に、前記ハイブリッド車両がエンジン停止状態で前記モータの出力のみで走行するＥＶ走行モード中に車速が第１閾値以上になったとき、前記制御弁を開状態とし前記燃料ポンプを作動させて前記燃料供給路内の液化ガス燃料を前記燃料リターン路を介して前記タンクに戻す燃料リターン制御を実行し、
   前記ＥＶ走行モードで車速が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上になったとき前記制御弁を閉状態とし前記燃料ポンプおよび前記燃料噴射装置を作動させて前記エンジンを始動させる、
   ハイブリッド車両のエンジン制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両のエンジン制御装置において、
   車速が前記第１閾値以上で前記燃料ポンプの駆動を許可する一方、車速が前記第１閾値より小さい第３閾値以下になると前記燃料ポンプの駆動を禁止する、ハイブリッド車両のエンジン制御装置。
3. 請求項２に記載のハイブリッド車両のエンジン制御装置において、
   前記燃料リターン制御の実行中に車両のブレーキ操作があるとき、前記第３閾値を大きい値に変更する、ハイブリッド車両のエンジン制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両のエンジン制御装置において、
   前記燃料リターン制御の実行中に車両のアクセル操作があるとき、アクセル開度が所定値より大きい場合に前記第１閾値を小さい値に変更する、ハイブリッド車両のエンジン制御装置。

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